CN117316782A - 接合装置和接合方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种接合装置和接合方法，能够提高基板彼此间的接合精度。本公开的一个方式的接合装置具备第一保持部、第二保持部、水平移动部、升降部、倾斜测定部以及控制部。第一保持部在下表面吸附保持第一基板。第二保持部设置于第一保持部的下方，在第二保持部的上表面吸附保持与第一基板进行接合的第二基板。水平移动部使第一基板与第二基板在水平方向上相对地移动。升降部使第二基板在与第一基板接近的接近位置同相比于接近位置而言与第一基板分离的分离位置之间进行升降。倾斜测定部测定第二保持部的倾斜。控制部控制各部。另外，控制部基于倾斜测定部的测定结果来计算第二基板的水平方向的位置。

Description

接合装置和接合方法

技术领域

本公开涉及一种接合装置和接合方法。

背景技术

以往，作为将半导体晶圆等基板彼此间进行接合的方法，已知有以下一种方法：将基板的进行接合的表面改性，并将基板的改性后的表面亲水化，将被亲水化后的基板彼此间通过范德华力和氢键(分子间力)进行接合(参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2018/088094号

发明内容

发明要解决的问题

本公开提供一种能够提高基板彼此间的接合精度的技术。

用于解决问题的方案

本公开的一个方式的接合装置具备第一保持部、第二保持部、水平移动部、升降部、倾斜测定部以及控制部。第一保持部在下表面吸附保持第一基板。第二保持部设置于所述第一保持部的下方，在所述第二保持部的上表面吸附保持与所述第一基板进行接合的第二基板。水平移动部使所述第一基板与所述第二基板在水平方向上相对地移动。升降部使所述第二基板在与所述第一基板接近的接近位置同相比于所述接近位置而言与所述第一基板分离的分离位置之间进行升降。倾斜测定部测定所述第二保持部的倾斜。控制部控制各部。另外，所述控制部基于所述倾斜测定部的测定结果来计算所述第二基板的水平方向的位置。

发明的效果

根据本公开，能够提高基板彼此间的接合精度。

附图说明

图1是示出实施方式所涉及的接合***的结构的示意俯视图。

图2是示出实施方式所涉及的接合***的结构的示意侧视图。

图3是实施方式所涉及的上晶圆和下晶圆的示意侧视图。

图4是示出实施方式所涉及的表面改性装置的结构的示意截面图。

图5是示出实施方式所涉及的接合装置的结构的示意俯视图。

图6是示出实施方式所涉及的接合装置的结构的示意侧视图。

图7是示出实施方式所涉及的接合装置的上保持盘和下保持盘的结构的示意侧视图。

图8是示出实施方式所涉及的接合***执行的处理的处理过程的一部分的流程图。

图9是示出实施方式所涉及的第二保持部的结构的俯视图。

图10是示出实施方式所涉及的第一保持部和第二保持部的结构的侧视图。

图11是用于说明实施方式所涉及的偏离量计算处理的图。

图12是用于说明实施方式所涉及的对位处理的过程的图。

图13是用于说明实施方式所涉及的对位处理的过程的图。

图14是用于说明实施方式所涉及的对位处理的过程的图。

图15是用于说明实施方式所涉及的对位处理的过程的图。

图16是用于说明实施方式所涉及的对位处理的过程的图。

图17是用于说明实施方式所涉及的对位处理的过程的图。

具体实施方式

下面，参照附图来对本申请公开的接合装置和接合方法的实施方式详细地进行说明。此外，并不通过以下所示的实施方式来限定本公开。另外，需要留意的是，附图是示意性的，各要素之间的尺寸关系、各要素的比率等有时与实际不同。并且，在附图的相互间也有时包括彼此的尺寸关系、比率不同的部分。

以往，作为将半导体晶圆等基板彼此间接合的方法，已知有如下一种方法：将基板的进行接合的表面改性，并将基板的改性后的表面亲水化，将亲水化后的基板彼此间通过范德华力和氢键(分子间力)进行接合。

另一方面，在将亲水化后的基板彼此间进行接合来形成重合基板时，如果未高精度地进行基板彼此间的对位，则会导致贴合精度下降。由此，重合基板的成品率有可能下降。

因此，期待实现一种能够克服上述的问题点而提高基板彼此间的接合精度的技术。

<接合***的结构>

首先，参照图1～图3来对实施方式所涉及的接合***1的结构进行说明。图1是示出实施方式所涉及的接合***1的结构的示意俯视图，图2是其示意侧视图。另外，图3是实施方式所涉及的上晶圆和下晶圆的示意侧视图。此外，在下面所参照的各附图中，有时示出将铅垂向上设为Z轴的正方向的正交坐标系，以使说明容易理解。

图1所示的接合***1通过将第一基板W1与第二基板W2进行接合来形成重合基板T。

第一基板W1例如是在硅晶圆、化合物半导体晶圆等半导体基板形成多个电子电路而得到的基板。另外，第二基板W2例如是未形成有电子电路的裸晶圆。第一基板W1和第二基板W2具有大致相同的直径。此外，也可以在第二基板W2形成有电子电路。

下面，将第一基板W1记载为“上晶圆W1”，将第二基板W2记载为“下晶圆W2”。即，上晶圆W1是第一基板的一例，下晶圆W2是第二基板的一例。另外，在对上晶圆W1和下晶圆W2进行统称的情况下，有时记载为“晶圆W”。

另外，下面，如图3所示，将上晶圆W1的板面中的、与下晶圆W2进行接合的一侧的板面记载为“接合面W1j”，将与接合面W1j相反的一侧的板面记载为“非接合面W1n”。另外，将下晶圆W2的板面中的、与上晶圆W1进行接合的一侧的板面记载为“接合面W2j”，将与接合面W2j相反的一侧的板面记载为“非接合面W2n”。

如图1所示，接合***1具备搬入搬出站2和处理站3。搬入搬出站2与处理站3沿着X轴正方向按照搬入搬出站2和处理站3的顺序排列地配置。另外，搬入搬出站2与处理站3一体地连接。

搬入搬出站2具备载置台10和搬送区域20。载置台10具备多个载置板11。在各载置板11分别载置将多张(例如25张)基板以水平状态进行收容的盒C1、C2、C3。例如，盒C1是收容上晶圆W1的盒，盒C2是收容下晶圆W2的盒，盒C3是收容重合基板T的盒。

搬送区域20与载置台10的X轴正方向侧相邻地配置。在该搬送区域20设置有沿Y轴方向延伸的搬送路21、以及能够沿着该搬送路21移动的搬送装置22。

搬送装置22不仅能够沿Y轴方向移动，还能够沿X轴方向移动，并且能够绕Z轴转动。而且，搬送装置22在载置于载置板11的盒C1～C3与后述的处理站3的第三处理块G3之间进行上晶圆W1、下晶圆W2以及重合基板T的搬送。

此外，载置于载置板11的盒C1～C3的个数不限定于图示的个数。另外，也可以在载置板11除了载置盒C1、C2、C3以外，还载置用于回收产生了不良状况的基板的盒等。

在处理站3设置有具备各种装置的多个处理块、例如三个处理块G1、G2、G3。例如，在处理站3的正面侧(图1的Y轴负方向侧)设置有第一处理块G1，在处理站3的背面侧(图1的Y轴正方向侧)设置有第二处理块G2。另外，在处理站3的搬入搬出站2侧(图1的X轴负方向侧)设置有第三处理块G3。

在第一处理块G1配置有利用处理气体的等离子体对上晶圆W1和下晶圆W2的接合面W1j、W2j进行改性的表面改性装置30。表面改性装置30将上晶圆W1和下晶圆W2的接合面W1j、W2j中的SiO₂的键切断来设为单键的SiO，由此将该接合面W1j、W2j进行改性以使之后容易被亲水化。

此外，在表面改性装置30中，例如，在减压气氛下激励给定的处理气体来将该给定的处理气体等离子体化，从而离子化。而且，将该处理气体中包含的元素的离子照射于上晶圆W1和下晶圆W2的接合面W1j、W2j，由此对接合面W1j、W2j进行等离子体处理来将其改性。在后文叙述该表面改性装置30的详情。

在第二处理块G2配置有表面亲水化装置40和接合装置41。表面亲水化装置40例如利用纯水将上晶圆W1和下晶圆W2的接合面W1j、W2j亲水化，并且对接合面W1j、W2j进行清洗。

在表面亲水化装置40中，例如一边使保持于旋转保持盘的上晶圆W1或下晶圆W2旋转，一边向该上晶圆W1或下晶圆W2上供给纯水。由此，被供给到上晶圆W1或下晶圆W2上的纯水在上晶圆W1或下晶圆W2的接合面W1j、W2j上扩散，将接合面W1j、W2j亲水化。

接合装置41将上晶圆W1与下晶圆W2进行接合。在后文叙述该接合装置41的详情。

在第三处理块G3，如图2所示，从下起分两层地依次设置上晶圆W1、下晶圆W2以及重合基板T的传送(TRS)装置50、51。

另外，如图1所示，在被第一处理块G1、第二处理块G2以及第三处理块G3包围的区域形成有搬送区域60。在搬送区域60配置有搬送装置61。搬送装置61例如具有在铅垂方向、水平方向上移动自如、以及绕铅垂轴移动自如的搬送臂。

该搬送装置61在搬送区域60内移动，向与搬送区域60相邻的第一处理块G1、第二处理块G2以及第三处理块G3内的给定的装置搬送上晶圆W1、下晶圆W2以及重合基板T。

另外，接合***1具备控制装置4。控制装置4控制接合***1的动作。该控制装置4例如是计算机，具备控制部5和存储部6。在存储部6中保存用于控制接合处理等各种处理的程序。控制部5通过读取并执行存储于存储部6的程序来控制接合***1的动作。

此外，该程序也可以记录于计算机可读取的记录介质，从该记录介质安装到控制装置4的存储部6。作为计算机可读取的记录介质，例如具有硬盘(HD)、软盘(FD)、光盘(CD)、磁光盘(MO)、存储卡等。

<表面改性装置的结构>

接着，参照图4来对表面改性装置30的结构进行说明。图4是示出表面改性装置30的结构的示意截面图。

如图4所示，表面改性装置30具有内部能够被密闭的处理容器70。在处理容器70的靠搬送区域60(参照图1)侧的侧面形成有上晶圆W1或下晶圆W2的搬入搬出口71，在该搬入搬出口71设置有闸阀72。

在处理容器70的内部配置有载物台80。载物台80例如是下部电极，例如由铝等导电性材料构成。在载物台80的下方设置有例如具备马达等的多个驱动部81。多个驱动部81用于使载物台80升降。

在载物台80与处理容器70的内壁之间配置有设置有多个挡孔的排气环103。通过排气环103，处理容器70内的气氛从处理容器70内被均匀地进行排气。

在载物台80的下表面连接有由导体形成的供电棒104。供电棒104经由例如由隔直电容器等构成的匹配器105来与第一高频电源106连接。在进行等离子体处理时，从第一高频电源106向载物台80施加给定的高频电压。

在处理容器70的内部配置有上部电极110。载物台80的上表面与上部电极110的下表面彼此平行地、隔开给定的间隔且相向地配置。载物台80的上表面与上部电极110的下表面之间的间隔由驱动部81进行调整。

上部电极110接地，与地电位连接。由于像这样上部电极110接地，因此能够在等离子体处理中抑制上部电极110的下表面的损伤。

通过像这样从第一高频电源106向作为下部电极的载物台80施加高频电压，来在处理容器70的内部产生等离子体。

在实施方式中，载物台80、供电棒104、匹配器105、第一高频电源106、上部电极110是使得在处理容器70内产生处理气体的等离子体的等离子体产生机构的一例。此外，第一高频电源106由上述的控制装置4的控制部5来控制。

在上部电极110的内部形成有中空部120。在中空部120连接有气体供给管121。气体供给管121与在内部贮存处理气体、除电用气体的气体供给源122连通。另外，在气体供给管121设置有包括对处理气体、除电用气体的流动进行控制的阀、流量调整部等的供给设备组123。

而且，从气体供给源122供给来的处理气体、除电用气体通过供给设备组123被进行流量控制，经由气体供给管121被导入到上部电极110的中空部120。处理气体例如使用氧气、氮气、氩气等。另外，除电用气体例如使用氮气、氩气等非活性气体。

在中空部120的内部设置有用于促进处理气体、除电用气体的均匀扩散的挡板124。在挡板124设置有大量的小孔。在上部电极110的下表面形成有用于使处理气体、除电用气体从中空部120喷出到处理容器70的内部的大量的气体喷出口125。

在处理容器70形成有进气口130。在进气口130连接有吸气管132，该吸气管132与用于将处理容器70的内部的气氛减压到给定的真空度的真空泵131连通。

载物台80的上表面、即与上部电极110相向的相向面是具有比上晶圆W1和下晶圆W2的直径大的直径的、在俯视时呈圆形的水平面。在该载物台80的上表面载置有载物台盖90，上晶圆W1或下晶圆W2载置于该载物台盖90的载置部91上。

<接合装置的结构>

接着，参照图5～图7来对接合装置41的结构进行说明。图5是示出实施方式所涉及的接合装置41的结构的示意俯视图，图6是示出实施方式所涉及的接合装置41的结构的示意侧视图。

如图5所示，接合装置41具有内部能够被密闭的处理容器190。在处理容器190中的靠搬送区域60侧的侧面形成有上晶圆W1、下晶圆W2以及重合基板T的搬入搬出口191，在该搬入搬出口191设置有开闭闸192。

处理容器190的内部由内壁193划分为搬送区域T1和处理区域T2。上述的搬入搬出口191形成于处理容器190的处于搬送区域T1的侧面。另外，在内壁193也形成有上晶圆W1、下晶圆W2以及重合基板T的搬入搬出口194。

另外，处理容器190的内部通过未图示的湿度保持机构维持为给定的固定湿度。由此，接合装置41能够在稳定的环境中实施上晶圆W1与下晶圆W2的接合处理。

在搬送区域T1的Y轴负方向侧设置有用于暂时载置上晶圆W1、下晶圆W2以及重合基板T的传送部200。传送部200例如形成为2层，能够同时载置上晶圆W1、下晶圆W2以及重合基板T中的任意2个。

在搬送区域T1设置有搬送机构201。搬送机构201具有例如沿铅垂方向、水平方向移动自如、以及绕铅垂轴移动自如的搬送臂。而且，搬送机构201在搬送区域T1内、或在搬送区域T1与处理区域T2之间搬送上晶圆W1、下晶圆W2以及重合基板T。

在搬送区域T1的Y轴正方向侧设置有用于调整上晶圆W1和下晶圆W2的水平方向的方向的位置调整机构210。在该位置调整机构210中，一边使吸附保持于未图示的保持部的上晶圆W1和下晶圆W2旋转，一边由未图示的检测部检测上晶圆W1和下晶圆W2的切口部的位置。

由此，位置调整机构210调整该切口部的位置来调整上晶圆W1和下晶圆W2的水平方向的方向。另外，在搬送区域T1设置有用于使上晶圆W1的正背面翻转的翻转机构220。

另外，如图6所示，在处理区域T2设置有上保持盘230和下保持盘231。上保持盘230从上方吸附保持上晶圆W1。另外，下保持盘231设置于上保持盘230的下方，从下方吸附保持下晶圆W2。

如图6所示，上保持盘230支承于固定在处理容器190的顶面的基座部410。该上保持盘230和基座部410包括于用于保持上晶圆W1的第一保持部400(参照图10)。

在基座部410设置有对保持于下保持盘231的下晶圆W2的接合面W2j进行拍摄的第一摄像部430(参照图10)。该第一摄像部430例如与上保持盘230相邻地设置。

另外，如图5和图6所示，下保持盘231支承于设置在该下保持盘231的下方的基座部510。该下保持盘231和基座部510包括于用于保持下晶圆W2的第二保持部500(参照图10)。

基座部510以与下保持盘231一同沿水平方向(Y轴方向)和铅垂方向移动自如、并且能够绕铅垂轴旋转的方式构成。在基座部510设置有对保持于上保持盘230的上晶圆W1的接合面W1j进行拍摄的第二摄像部530(参照图10)。该第二摄像部530例如与下保持盘231相邻地设置。

另外，如图5和图6所示，基座部510经由后述的升降部520安装于沿水平方向(Y轴方向)延伸的一对导轨315。基座部510以沿着导轨315移动自如的方式构成。

一对导轨315设置于水平移动部316。水平移动部316安装于一对导轨317，该一对导轨317设置于该水平移动部316的下表面侧，沿水平方向(X轴方向)延伸。

而且，水平移动部316构成为沿着导轨317移动自如、即使下保持盘231沿水平方向(X轴方向)移动。此外，一对导轨317设置于载置台318上，该载置台318设置于处理容器190的底面。

接着，参照图7来对接合装置41中的上保持盘230和下保持盘231的结构进行说明。图7是示出实施方式所涉及的接合装置41的上保持盘230和下保持盘231的结构的示意侧视图。

上保持盘230呈大致圆板状，如图7所示，被划分为多个例如三个区域230a、230b、230c。这些区域230a、230b、230c从上保持盘230的中心部起去向周缘部(外周部)地依次设置。区域230a具有在俯视时呈圆形的形状，区域230b、230c具有在俯视时呈环状的形状。

在各区域230a、230b、230c，如图7所示，各自独立地设置有用于吸附保持上晶圆W1的吸引管240a、240b、240c。在各吸引管240a、240b、240c各自连接有不同的真空泵241a、241b、241c。像这样，上保持盘230以能够按照各区域230a、230b、230c的每个区域设定对上晶圆W1的抽真空的方式构成。

在上保持盘230的中心部形成有将该上保持盘230沿厚度方向贯通的贯通孔243。该上保持盘230的中心部与吸附保持于该上保持盘230的上晶圆W1的中心部W1a对应。而且，在贯通孔243插通有基板按压机构250的按压销253。

基板按压机构250设置于上保持盘230的上表面，通过按压销253来按压上晶圆W1的中心部W1a。按压销253以能够通过缸体部251和致动器部252沿着铅垂轴直动的方式设置，按压销253通过前端部按压在该前端部相向的基板(在实施方式中为上晶圆W1)。

具体地说，按压销253成为在进行后述的上晶圆W1与下晶圆W2的接合时首先使上晶圆W1的中心部W1a与下晶圆W2的中心部W2a抵接的起动器。

下保持盘231呈大致圆板状，被划分为多个例如两个区域231a、231b。这些区域231a、231b从下保持盘231的中心部起去向周缘部地依次设置。而且，区域231a具有在俯视时呈圆形的形状，区域231b具有在俯视时呈环状的形状。

在各区域231a、231b，如图7所示，各自独立地设置有用于吸附保持下晶圆W2的吸引管260a、260b。在各吸引管260a、260b各自连接有不同的真空泵261a、261b。像这样，下保持盘231以能够按照各区域231a、231b的每个区域设定对下晶圆W2的抽真空的方式构成。

在下保持盘231的周缘部，在多个位置处、例如五个位置处设置有防止上晶圆W1、下晶圆W2以及重合基板T从该下保持盘231飞出或滑落的止挡构件263。

<接合***执行的处理>

接下来，参照图8来对实施方式所涉及的接合***1执行的处理的详情进行说明。此外，以下所示的各种处理基于控制装置4的控制部5的控制来执行。

图8是示出实施方式所涉及的接合***1执行的处理的处理过程的一部分的流程图。首先，将收容有多张上晶圆W1的盒C1、收容有多张下晶圆W2的盒C2、以及空的盒C3载置于搬入搬出站2的给定的载置板11。

之后，由搬送装置22将盒C1内的上晶圆W1取出，并搬送到处理站3的第三处理块G3的传送装置50。

接着，由搬送装置61将上晶圆W1搬送到第一处理块G1的表面改性装置30。此时，将闸阀72打开，将处理容器70内开放在大气压中。在表面改性装置30中，在给定的减压气氛下激励处理气体来将其等离子体化，从而离子化。

将像这样产生的离子照射于上晶圆W1的接合面W1j，来对该接合面W1j进行等离子体处理。由此，在接合面W1j的最表面形成硅原子的悬挂键，将上晶圆W1的接合面W1j改性(步骤S101)。

接着，由搬送装置61将上晶圆W1搬送到第二处理块G2的表面亲水化装置40。在表面亲水化装置40中，一边使保持于旋转保持盘的上晶圆W1旋转，一边向该上晶圆W1上供给纯水。

这样，被供给的纯水在上晶圆W1的接合面W1j上扩散。由此，在上晶圆W1的在表面改性装置30中被改性后的接合面W1j中的硅原子的悬挂键附着OH基(硅烷醇基)而将该接合面W1j亲水化(步骤S102)。另外，通过该纯水对上晶圆W1的接合面W1j进行清洗。

接着，由搬送装置61将上晶圆W1搬送到第二处理块G2的接合装置41。被搬入到接合装置41的上晶圆W1经由传送部200被搬送到位置调整机构210。然后，由位置调整机构210调整上晶圆W1的水平方向的朝向(步骤S103)。

之后，将上晶圆W1从位置调整机构210交接到翻转机构220。接下来，在搬送区域T1中，使翻转机构220进行动作，由此将上晶圆W1的正背面翻转(步骤S104)。即，将上晶圆W1的接合面W1j朝向下方。

之后，翻转机构220转动而移动到上保持盘230的下方。然后，将上晶圆W1从翻转机构220交接到上保持盘230。将上晶圆W1的非接合面W1n吸附保持于上保持盘230(步骤S105)。

在对上晶圆W1进行上述的步骤S101～S105的处理的期间，进行下晶圆W2的处理。首先，由搬送装置22将盒C2内的下晶圆W2取出，并搬送到处理站3的传送装置50。

接着，由搬送装置61将下晶圆W2搬送到表面改性装置30，来将下晶圆W2的接合面W2j改性(步骤S106)。此外，该步骤S106是与上述的步骤S101相同的处理。

之后，由搬送装置61将下晶圆W2搬送到表面亲水化装置40，来将下晶圆W2的接合面W2j亲水化(步骤S107)。此外，该步骤S107是与上述的步骤S102相同的处理。

之后，由搬送装置61将下晶圆W2搬送到接合装置41。被搬入到接合装置41的下晶圆W2经由传送部200被搬送到位置调整机构210。然后，由位置调整机构210调整下晶圆W2的水平方向的朝向(步骤S108)。

之后，将下晶圆W2搬送到下保持盘231，并吸附保持于下保持盘231(步骤S109)。在将下晶圆W2的切口部朝向了预先决定的方向的状态下，将下晶圆W2的非接合面W2n吸附保持于下保持盘231。

接着，进行保持于上保持盘230的上晶圆W1与保持于下保持盘231的下晶圆W2之间的水平方向位置和铅垂方向位置的对位(步骤S110)。在后文叙述该对位处理的详情。

此外，在对位处理结束时，下晶圆W2的接合面W2j与上晶圆W1的接合面W1j之间的间隔成为预先设定的距离、例如80μm～100μm。

接着，使基板按压机构250的按压销253下降，由此将上晶圆W1的中心部W1a向下按，来以规定的力按压上晶圆W1的中心部W1a和下晶圆W2的中心部W2a(步骤S111)。

由此，在被按压的上晶圆W1的中心部W1a与下晶圆W2的中心部W2a之间开始接合。具体地说，由于上晶圆W1的接合面W1j和下晶圆W2的接合面W2j分别在步骤S101、S106中被改性，因此首先在接合面W1j、W2j间产生范德华力(分子间力)，而将该接合面W1j、W2j彼此间接合。

并且，由于上晶圆W1的接合面W1j和下晶圆W2的接合面W2j分别在步骤S102、S107中被亲水化，因此接合面W1j、W2j间的OH基进行氢键合，而将接合面W1j、W2j彼此间牢固地接合。

之后，上晶圆W1与下晶圆W2的接合区域从上晶圆W1和下晶圆W2的中心部向外周部扩大。之后，在由按压销253按压上晶圆W1的中心部W1a和下晶圆W2的中心部W2a的状态下停止真空泵241b的工作，来停止区域230b处的、从吸引管240b对上晶圆W1的抽真空。

这样，保持于区域230b的上晶圆W1下落到下晶圆W2上。再之后，停止真空泵241c的工作，来停止区域230c处的、从吸引管240c对上晶圆W1的抽真空。

像这样，从上晶圆W1的中心部W1a朝向外周部，将对上晶圆W1的抽真空阶段性地停止，使上晶圆W1阶段性地下落到下晶圆W2上而与下晶圆W2抵接。而且，上述的接合面W1j、W2j之间的基于范德华力和氢键的接合从中心部W1a、W2a朝向外周部依次扩展。

这样，上晶圆W1的接合面W1j与下晶圆W2的接合面W2j以整个面抵接，将上晶圆W1与下晶圆W2接合(步骤S112)。

之后，使按压销253上升到上保持盘230。另外，在下保持盘231中，停止从吸引管260a、260b对下晶圆W2的抽真空，来将下保持盘231对下晶圆W2的吸附保持解除。由此，接合装置41中的接合处理结束。

<对位处理的详情>

接下来，参照图9～图17来对在实施方式所涉及的接合装置41中实施的上晶圆W1与下晶圆W2之间的对位处理的详情进行说明。图9是示出实施方式所涉及的第二保持部500的结构的俯视图，图10是示出实施方式所涉及的第一保持部400和第二保持部500的结构的侧视图。

如图10所示，第一保持部400在下表面吸附保持上晶圆W1。第一保持部400具有上保持盘230和基座部410。在基座部410设置有第一摄像部430。

第一摄像部430例如与上保持盘230相邻地设置，对保持于下保持盘231的下晶圆W2的接合面W2j(参照图3)进行拍摄。在第一摄像部430设置有摄像倍率低但视野广的微距相机(未图示)和摄像倍率高但视野窄的缩微相机(日语：マイクロカメラ)(未图示)。

第二保持部500在上表面吸附保持下晶圆W2。第二保持部500具有下保持盘231、基座部510、顶板部511、多个支承部512、以及倾斜部513。

基座部510例如由板状的金属构件构成，基座部510在上表面支承下保持盘231。顶板部511例如由板状的金属构件构成，配置于基座部510的下方。

多个支承部512例如由金属构件构成，配置在基座部510与顶板部511之间。即，基座部510经由多个支承部512支承于顶板部511。

倾斜部513设置于顶板部511的下表面，倾斜部513在下部具有倾斜面。在该倾斜面配置有与下方的导轨卡合的卡合部。

在到此为止所说明的第二保持部500的下方设置有用于使第二保持部500上下地升降的升降部520。升降部520具有多个支承部521、倾斜部522、基座部523、以及移动部524。

支承部521以顶板部511能够上下地进行动作的状态支承顶板部511。支承部521例如包括沿上下方向延伸且与顶板部511一体地进行动作的导轨、以及与该导轨卡合并固定于基座部523的卡合部。

倾斜部522配置于基座部523的上方，所述倾斜部522在上部具有倾斜面，并且在下表面具有导轨。倾斜部522的倾斜面配置为与倾斜部513的倾斜面相向，与倾斜部513的卡合部卡合的导轨位于倾斜部522的倾斜面。

基座部523例如由板状的金属构件构成，基座部523在上表面设置有与位于倾斜部522的下表面的导轨卡合的卡合部。

移动部524例如配置于倾斜部522的侧方，用于使该倾斜部522沿水平方向(在图中为Y轴方向)移动。

而且，在升降部520中，通过由移动部524使倾斜部522向给定的方向(在图中为Y轴正方向)移动，来使倾斜部522向上方按压第二保持部500的倾斜部513。由此，升降部520能够使第二保持部500上升。

另外，在升降部520中，通过由移动部524使倾斜部522向与给定的方向相反的方向(在图中为Y轴负方向)移动，来解除倾斜部522对倾斜部513的按压状态。由此，升降部520能够使第二保持部500下降。

如图9和图10所示，在第二保持部500设置有第二摄像部530和倾斜测定部540。

第二摄像部530例如设置于基座部510的侧部，对保持于上保持盘230的上晶圆W1的接合面W1j(参照图3)进行拍摄。在第二摄像部530设置有摄像倍率低但视野广的微距相机(未图示)和摄像倍率高但视野窄的缩微相机(未图示)。

倾斜测定部540测定在第二保持部500中的设置位置处的倾斜(倾斜度)。倾斜测定部540例如具有设置于比基座部510的下表面靠下方的位置的位置测定部541～543。

位置测定部541～543例如是非接触型的位置测定部。位置测定部541对基座部510的在俯视时相对于下保持盘231位于X轴正方向侧的下表面的高度位置进行测定。位置测定部542对基座部510的在俯视时相对于下保持盘231位于X轴负方向侧的下表面的高度位置进行测定。

位置测定部543对基座部510的在俯视时相对于下保持盘231位于Y轴正方向侧的下表面的高度位置进行测定。位置测定部541～543例如配置于在俯视时相对于晶圆W2的中心相同距离处。

参照图11来对使用了该倾斜测定部540的偏离量计算处理的详情进行说明。图11是用于说明实施方式所涉及的偏离量计算处理的图。像到此为止所说明的那样，实施方式所涉及的第二保持部500进行水平移动、升降以及旋转。

因此，在接合装置41中，如图11所示，有时下保持盘231和基座部510的上表面相对于上保持盘230的下表面不平行而倾斜。此外，在图11中，用虚线示出了下保持盘231和基座部510的上表面相对于上保持盘230的下表面平行的情况。

而且，在第一摄像部430将倾斜的下晶圆W2视为平行的下晶圆W2h来进行动作的情况下，来自第一摄像部430的下晶圆W2的视觉确认位置被与下晶圆W2的实际位置偏离地识别。

因此，在第一摄像部430将倾斜的下晶圆W2视为平行的下晶圆W2h来进行动作的情况下，形成于下晶圆W2的第二对准标记(未图示)的视觉确认位置被与实际位置偏离地识别。

即，当下保持盘231和基座部510的上表面倾斜时，下晶圆W2的视觉确认位置被与下晶圆W2的实际位置偏离地识别，因此导致上晶圆W1与下晶圆W2之间的对位精度下降。

同样地，在第二摄像部530将倾斜的基座部510视为平行的基座部510h来进行动作的情况下，来自第二摄像部530的上晶圆W1的视觉确认位置被与上晶圆W1的实际位置偏离地识别。

原因是因为，如图11所示，安装于倾斜的基座部510的第二摄像部530的视野V2相对于安装于平行的基座部510h的第二摄像部530的视野V2h偏离。

因此，在第二摄像部530将倾斜的基座部510视为平行的基座部510h进行了识别的情况下，形成于上晶圆W1的第一对准标记(未图示)的视觉确认位置被与实际位置偏离地识别。

即，当下保持盘231和基座部510的上表面倾斜时，上晶圆W1的视觉确认位置被与上晶圆W1的实际位置偏离地识别，因此导致上晶圆W1与下晶圆W2之间的对位精度下降。

因此，在实施方式中，控制部5(参照图1)使用倾斜测定部540(参照图9)来测定第二保持部500的倾斜度。具体地说，控制部5通过对位置测定部541(参照图9)的高度位置与位置测定部542(参照图9)的高度位置进行比较，来测定基座部510的X轴方向上的倾斜度(所谓的侧倾)。

另外，控制部5通过对位置测定部541与位置测定部542的中点处的高度位置、同位置测定部543(参照图9)的高度位置进行比较，来测定基座部510的Y轴方向上的倾斜度(所谓的俯仰)。

而且，控制部5基于根据倾斜测定部540的测定结果求出的第二保持部500的倾斜度来计算由第一摄像部430拍摄的下晶圆W2的第二对准标记的视觉确认位置与实际位置之间的偏离量。

同样地，控制部5基于根据倾斜测定部540的测定结果求出的第二保持部500的倾斜度来计算由第二摄像部530拍摄的上晶圆W1的第一对准标记的视觉确认位置与实际位置之间的偏离量。

而且，控制部5基于被计算了偏离量后的第一对准标记和第二对准标记的位置来实施上晶圆W1与下晶圆W2之间的对位处理。由此，能够提高上晶圆W1与下晶圆W2的接合精度。

此外，在上述的实施方式中，示出了通过三个位置测定部541～543来评价第二保持部500的倾斜度、并基于该评价结果来计算对准标记的视觉确认位置与实际位置之间的偏离量的例子，但本公开不限于该例。

例如，也可以通过两个位置测定部评价第二保持部500的倾斜度，并基于该评价结果来计算对准标记的视觉确认位置与实际位置之间的偏离量。由此也能够评价第二保持部500在两个位置测定部所排列的一个方向上的倾斜度，因此与不评价第二保持部500的倾斜度的情况相比，能够提高上晶圆W1与下晶圆W2的接合精度。

另一方面，通过如上述的实施方式那样通过三个位置测定部541～543评价第二保持部500的倾斜度，能够评价第二保持部500的侧倾以及俯仰这两方，因此能够进一步提高上晶圆W1与下晶圆W2的接合精度。

并且，在本公开中，也可以通过四个以上的位置测定部评价第二保持部500的倾斜度，并基于该评价结果来计算对准标记的视觉确认位置与实际位置之间的偏离量。由此也能够评价第二保持部500的侧倾和俯仰这两方，因此能够进一步提高上晶圆W1与下晶圆W2的接合精度。

并且，在本公开中，不限于倾斜测定部540由多个位置测定部构成的情况。例如，倾斜测定部540也可以由水准仪或自准直仪等构成。由此也能够评价第二保持部500的倾斜度，因此能够提高上晶圆W1与下晶圆W2的接合精度。

另外，在实施方式中，第二保持部500最好包括基座部510、顶板部511以及多个支承部512而构成。由此，能够抑制来自升降部520的应力直接施加于基座部510，因此能够抑制基座部510变形。

因而，根据实施方式，能够高精度地评价基座部510的倾斜度，因此能够进一步提高上晶圆W1与下晶圆W2的接合精度。

图12～图17是用于说明实施方式所涉及的对位处理的过程的图。如图12所示，控制部5(参照图1)首先使翻转机构220进行动作，将上晶圆W1搬入到第一保持部400，并且使搬送机构201进行动作，将下晶圆W2搬入到第二保持部500。

此外，在图12～图17的例中，在俯视时的基座部410的角部(在图中为右下角部)配置有第一摄像部430，在基座部510的角部(在图中为左上角部)配置有第二摄像部530。另外，在以后的附图中，省略了上保持盘230和下保持盘231的图示。

接着，如图13所示，控制部5(参照图1)通过第一摄像部430的微距相机来确认位于下晶圆W2的中央部的第二对准标记的位置。另外，控制部5通过第二摄像部530的微距相机来确认位于上晶圆W1的中央部的第一对准标记的位置。由此，控制部5以粗精度确认上晶圆W1和下晶圆W2中的旋转方向的位置。

此外，图13的处理例如在使上晶圆W1与下晶圆W2分离为约2(mm)的间隔的状态下(即，在分离位置)进行。另外，在图13的处理中，由于是利用微距相机的粗精度的确认处理，因此可以不进行使用倾斜测定部540的上述的偏离量计算处理。

接着，如图14所示，控制部5(参照图1)通过第一摄像部430的缩微相机来确认位于下晶圆W2中的一侧(在图中为右侧)的周缘部的第二对准标记的位置。另外，控制部5通过第二摄像部530的缩微相机来确认位于上晶圆W1中的一侧(在图中为左侧)的周缘部的第一对准标记的位置。

此外，控制部5通过第一摄像部430的缩微相机来确认位于下晶圆W2中的另一侧(在图中为左侧)的周缘部的第二对准标记的位置，但在图14中未图示。另外，控制部5通过第二摄像部530的缩微相机来确认位于上晶圆W1中的另一侧(在图中为右侧)的周缘部的第一对准标记的位置。

由此，控制部5以高精度确认上晶圆W1和下晶圆W2中的旋转方向的位置。然后，控制部5基于求出的结果使下晶圆W2转动，来使下晶圆W2中的旋转方向的位置与上晶圆W1一致。

在此，在实施方式中，通过进行使用了倾斜测定部540的上述的偏离量计算处理，来计算第一对准标记和第二对准标记各自的视觉确认位置与实际位置之间的偏离量。由此，能够高精度地使下晶圆W2中的旋转方向的位置与上晶圆W1一致。

此外，图14的处理例如在使上晶圆W1与下晶圆W2分离为约2(mm)的间隔的状态下(即，在分离位置)进行。

接着，如图15所示，控制部5(参照图1)将第一摄像部430的缩微相机和第二摄像部530的缩微相机配置于在俯视时相同的位置。然后，控制部5将第一摄像部430的缩微相机的原点与第二摄像部530的缩微相机的原点进行对位。

在此，在实施方式中，通过进行使用了倾斜测定部540的上述的偏离量计算处理，来计算一对缩微相机彼此间的各自的视觉确认位置与实际位置之间的偏离量。由此，能够高精度地将第一摄像部430的缩微相机的原点与第二摄像部530的缩微相机的原点进行对位。

此外，图15的处理例如在使上晶圆W1与下晶圆W2分离为约4.5(mm)的间隔的状态下(即，在进一步的分离位置)进行。

接着，如图16所示，控制部5(参照图1)通过第一摄像部430的缩微相机来确认位于下晶圆W2的中央部的第二对准标记的位置。另外，控制部5通过第二摄像部530的缩微相机来确认位于上晶圆W1的中央部的第一对准标记的位置。由此，控制部5确认上晶圆W1的中心位置和下晶圆W2的中心位置。

在此，在实施方式中，通过进行使用了倾斜测定部540的上述的偏离量计算处理，来计算上晶圆W1中的中心的视觉确认位置和下晶圆W2中的中心的视觉确认位置各自与实际位置之间的偏离量。由此，能够高精度地确认上晶圆W1的中心位置和下晶圆W2的中心位置。

此外，图16的处理例如在使上晶圆W1与下晶圆W2分离为约2(mm)的间隔的状态下(即，在分离位置)进行。

接着，如图17所示，控制部5(参照图1)基于通过图16的处理求出的上晶圆W1的中心位置和下晶圆W2的中心位置来将在俯视时的彼此的中心位置进行对位。

另外，控制部5使中心位置与上晶圆W1的中心位置一致了的下晶圆W2向上晶圆W1靠近至给定的距离(例如，80μm～100μm)。即，控制部5使下晶圆W2移动到接近位置。由此，一系列的对位处理结束。

实施方式所涉及的接合装置41具备第一保持部400、第二保持部500、水平移动部316、升降部520、倾斜测定部540以及控制部5。第一保持部400在下表面吸附保持第一基板(上晶圆W1)。第二保持部500设置于第一保持部400的下方，在所述第二保持部500的上表面吸附保持与第一基板(上晶圆W1)进行接合的第二基板(下晶圆W2)。水平移动部316使第一基板(上晶圆W1)与第二基板(下晶圆W2)在水平方向上相对地移动。升降部520使第二基板(下晶圆W2)在与第一基板(上晶圆W1)接近的接近位置同相比于接近位置而言与第一基板(上晶圆W1)分离的分离位置之间进行升降。倾斜测定部540测定第二保持部500的倾斜。控制部5控制各部。另外，控制部5基于倾斜测定部540的测定结果来计算第二基板(下晶圆W2)的水平方向的位置。由此，能够提高上晶圆W1与下晶圆W2的接合精度。

另外，实施方式所涉及的接合装置41还具备第一摄像部430，该第一摄像部430设置于第一保持部400，对形成于第二基板(下晶圆W2)的第二对准标记进行拍摄。另外，控制部5基于倾斜测定部540的测定结果来计算被第一摄像部430拍摄的第二对准标记的视觉确认位置与实际位置之间的偏离量。由此，能够提高上晶圆W1与下晶圆W2的接合精度。

另外，在实施方式所涉及的接合装置41中，控制部5基于倾斜测定部540的测定结果来计算第一基板(上晶圆W1)的水平方向的位置。由此，能够提高上晶圆W1与下晶圆W2的接合精度。

另外，实施方式所涉及的接合装置41还具备第二摄像部530，该第二摄像部530设置于第二保持部500，对形成于第一基板(上晶圆W1)的第一对准标记进行拍摄。另外，控制部基于倾斜测定部540的测定结果来计算被第二摄像部530拍摄的第一对准标记的视觉确认位置与实际位置之间的偏离量。由此，能够提高上晶圆W1与下晶圆W2的接合精度。

另外，在实施方式所涉及的接合装置41中，倾斜测定部540通过在三个以上的位置处测定第二保持部500的高度位置来测定第二保持部500的倾斜。由此，能够进一步提高上晶圆W1与下晶圆W2的接合精度。

另外，在实施方式所涉及的接合装置41中，第二保持部500具有基座部510、顶板部511以及多个支承部512。基座部510通过倾斜测定部540被测定倾斜。顶板部511配置于基座部510的下方。多个支承部512位于基座部510与顶板部511之间。由此，能够进一步提高上晶圆W1与下晶圆W2的接合精度。

另外，实施方式所涉及的接合方法包括保持第一基板的工序(步骤S105)、保持第二基板的工序(步骤S109)、进行对位的工序(步骤S110)、以及进行接合的工序(步骤S112)。在保持第一基板(上晶圆W1)的工序(步骤S105)中，在第一保持部400的下表面产生吸附压力来保持第一基板(上晶圆W1)。在保持第二基板的工序(步骤S109)中，在设置于第一保持部400的下方的第二保持部500的上表面产生吸附压力来保持第二基板(下晶圆W2)。在进行对位的工序(步骤S110)中，将第一基板(上晶圆W1)与第二基板(下晶圆W2)在水平方向上相对地进行对位。在进行接合的工序(步骤S112)中，将第一基板(上晶圆W1)与第二基板(下晶圆W2)进行接合。另外，在进行对位的工序(步骤S110)中，基于测定第二保持部500的倾斜的倾斜测定部540的测定结果来计算第二基板(下晶圆W2)的水平方向的位置。由此，能够提高上晶圆W1与下晶圆W2的接合精度。

以上，对本公开的实施方式进行了说明，但本公开并不限定于上述实施方式，只要不脱离本公开的主旨就能够进行各种变更。

应该认为，本次公开的实施方式的所有点均为例示性而非限制性的。实际上，上述的实施方式能够以多种方式来具体实现。另外，也可以不脱离所附的权利要求书及其主旨地将上述的实施方式以各种方式进行省略、置换以及变更。

附图标记说明

1：接合***；5：控制部；41：接合装置；230：上保持盘；231：下保持盘；316：水平移动部；400：第一保持部；410：基座部；430：第一摄像部；500：第二保持部；510：基座部；511：顶板部；512：支承部；520：升降部；530：第二摄像部；540：倾斜测定部；W1：上晶圆(第一基板的一例)；W2：下晶圆(第二基板的一例)。

Claims (7)

1.一种接合装置，具备：

第一保持部，在所述第一保持部的下表面吸附保持第一基板；

第二保持部，其设置于所述第一保持部的下方，在所述第二保持部的上表面吸附保持与所述第一基板进行接合的第二基板；

水平移动部，其使所述第一基板与所述第二基板在水平方向上相对地移动；

升降部，其使所述第二基板在与所述第一基板接近的接近位置同相比于所述接近位置而言与所述第一基板分离的分离位置之间进行升降；

倾斜测定部，其测定所述第二保持部的倾斜；以及

控制部，其控制各部，

其中，所述控制部基于所述倾斜测定部的测定结果来计算所述第二基板的水平方向的位置。

2.根据权利要求1所述的接合装置，其特征在于，

还具备第一摄像部，所述第一摄像部设置于所述第一保持部，对形成于所述第二基板的第二对准标记进行拍摄，

所述控制部基于所述倾斜测定部的测定结果来计算被所述第一摄像部拍摄的所述第二对准标记的视觉确认位置与实际位置之间的偏离量。

3.根据权利要求1或2所述的接合装置，其特征在于，

所述控制部基于所述倾斜测定部的测定结果来计算所述第一基板的水平方向的位置。

4.根据权利要求3所述的接合装置，其特征在于，

还具备第二摄像部，所述第二摄像部设置于所述第二保持部，对形成于所述第一基板的第一对准标记进行拍摄，

所述控制部基于所述倾斜测定部的测定结果来计算被所述第二摄像部拍摄的所述第一对准标记的视觉确认位置与实际位置之间的偏离量。

5.根据权利要求1或2所述的接合装置，其特征在于，

所述倾斜测定部通过在三个以上的位置处测定所述第二保持部的高度位置来测定所述第二保持部的倾斜。

6.根据权利要求1或2所述的接合装置，其特征在于，

所述第二保持部具有：

基座部，由所述倾斜测定部来测定所述基座部的倾斜；

顶板部，其配置于所述基座部的下方；以及

多个支承部，所述多个支承部位于所述基座部与所述顶板部之间。

7.一种接合方法，包括以下工序：

在第一保持部的下表面产生吸附压力来保持第一基板；

在设置于所述第一保持部的下方的第二保持部的上表面产生吸附压力来保持第二基板；

将所述第一基板与所述第二基板在水平方向上相对地进行对位；以及

将所述第一基板与所述第二基板进行接合，

其中，在进行对位的所述工序中，基于测定所述第二保持部的倾斜的倾斜测定部的测定结果来计算所述第二基板的水平方向的位置。